时空穿越不再是梦?科学家成功模拟“全息虫洞”!******
近日,科学家打造出
“全息虫洞”的消息冲上热搜
引发了大家的讨论
虫洞是什么?
我们真的能用它穿越时空吗?
今天一起了解虫洞
01虫洞?是虫子住的洞吗?
宇宙中的虫洞是科学家推测可能存在的一种特殊隧道,它的两头连接着两个遥远的时空,理论上说,如果能从虫洞的一端穿越到另一端,就能实现超越光速的时空旅行。
电影《星际穿越》中结尾主角就是进入了虫洞,发生了时空穿越。感兴趣的同学可以去看看哦!
图源:截图 电影星际穿越中的画面
要理解虫洞,我们首先要理解“黑洞”和“白洞”。在霍金的两大科普著作《时间简史》《果壳中的宇宙》的帮助下,黑洞这一概念早已深入人心。它是在恒心死亡时,由于体积收缩,密度变大,获得使光也无法逃脱的巨大密度的一种天体。而所谓白洞,其实就是和黑洞具有相反性质的特殊天体,特点是不断往外“吐”出东西,只发射而不吸收。
一个吞噬一切,一个“吐出”一切,大家可以想象一下,如果一个黑洞恰好连上了一个白洞时会怎么样呢?这时就会形成虫洞(worm hole)。
图源:中科院理论物理研究所 虫洞示意图
1915年,爱因斯坦提出了广义相对论,在爱因斯坦的理论中,空间和时间不再是绝对的、不可变的,而是可塑的、相互依存的,且它们会受物质存在的影响。1935年,爱因斯坦和他的助手罗森在广义相对论的框架下研究黑洞,首次提出“爱因斯坦-罗森桥”的概念,这座“桥”连接了时空中两个不同区域的通道。上世纪50年代,物理学家惠勒将这座桥命名为“虫洞”。
这听起来是不是很令人心动?进入虫洞,你可能会出现在宇宙的任意一个角落,甚至穿越时空,改写你的人生,重新选择你曾经后悔的事。然而,虽然广义相对论允许虫洞的存在,物理学家还从未在宇宙中观测到虫洞,目前只有黑洞被人类实际观测。
02量子虫洞又是啥?
虽然我们还没有在宇宙中发现虫洞,但现在科学家们创造出了虫洞,还观察到了信息在虫洞之间传递的现象。不过,先别想着穿越时空,这个虫洞并非上述所讲的引力虫洞,而是一个量子虫洞。
日前,英国《自然》(Nature)杂志发表的一篇论文首次报道了利用一台量子处理器对全息虫洞进行量子“模拟”。这个全息虫洞成功地将量子态通过虫洞,由一个量子系统传递到了另一个量子系统。
如果我们想象中可以时空旅行的虫洞叫作“时空虫洞”的话,量子态的量子虫洞则可以称之为“微型虫洞”。
那么,研究量子虫洞有什么用呢?
这是因为,广义相对论和量子力学虽然各自都发展了很长一段时间,但它们之间仍然有一个根本性的“冲突”——量子引力。
具体来说, “广义相对论”描述了引力且在恒星、行星、银河上等大尺度上都适用;而“量子力学”描述了其他3种作用在微观尺度的基本力。这二者是否有“握手言欢”的可能?这就要看量子引力的表现。
物理学家们当然想通过实验去检验,但很遗憾,量子引力的能量与尺度,此前的实验室条件是无法模拟和观测的。而这就是“全息”的用武之地,它可以帮助物理学家创建一个与原始系统相当,但不太复杂的系统。这类似于用二维全息图显示三维图像的细节。
03量子虫洞是怎么创造出来的?
2019年谷歌的物理学家们提出了一种实验假说,认为一个在物理实验室中可以再造的量子态,能被解释为在两个黑洞之间的虫洞中穿越的信息。
现在,来自谷歌、MIT、费米实验室和加州理工学院的科学家们,用9个量子位、1台量子计算机模拟出了对应的量子动力学。在同一个量子芯片中,他们创建了两个纠缠的量子系统,并将一个量子位放入其中一个量子系统。结果,他们在另一个量子系统中观察到了这个量子位“穿越虫洞”而来的信息,结果符合预期的引力性质。
这是什么意思?大家可以设想在两组纠缠粒子之间,穿上一根电线或其它任何的物理连接,让粒子们编码出虫洞的两个口。
在这种耦合作用下,操作其中一侧的粒子,会引起另一侧粒子的变化。这样就有可能在两侧粒子之间撑开一个虫洞。
图片来源:inqnet/A.Mueller 量子计算机的模拟显示了信息如何通过虫洞
尽管存在争议,但是这项前所未有的实验,探索了时空以某种方式从量子信息中产生的可能性。随着量子装置的不断改进,错误率会更低,芯片会更强,那么对引力现象的研究也会更加深入。
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资料来源:中科院物理所、极目新闻、科技日报、环球科学、量子位
整理:董小娴
与其盲目囤药,不如多“囤”免疫力******
近期,许多人都在囤药备战奥密克戎。有人因买不到药而焦虑,有人因逼近“决赛圈”而紧张,甚至有人开始提早吃药预防。在昨晚上海市卫健委、市科委、市健康促进委办公室主办的“新冠防疫大咖说”系列直播活动中,上海中医药大学附属曙光医院肺病科主任张炜表示,所谓“上工治未病”,与其盲目囤药,不如多“囤”免疫力,做到“饮食有节、起居有常、劳逸有度、情志畅达”,这对每个人都是切实可行的方法。
这波疫情有新特点,分清“风寒”与“风热”很重要
从中医角度看,新冠病毒属于疫病的范畴。从《黄帝内经》到《伤寒论》,中医中药治疗疫病有一套完整的理论,某种意义上说,中医历史就是与疫病斗争的历史。
中医讲求辨证论治,所谓辨证,就是分析、辨认疾病证候,即疾病发展过程中出现的一系列症状。中医治疗新冠病毒感染,针对的不是病毒本身,而是患者表现出的证候。2020年至今,张炜一直在救治一线参与查房。据他观察,眼下这波疫情患者的证候特点的确有些变化:上半年以风、热、毒为主,现在相当部分患者都有风寒束表、外寒内热的表现,也就是所说的怕冷等症状。
张炜强调,此轮疫情,患者主要表现为恶寒、发热、咳嗽。因此在中医治疗上,一定要先分清“风寒”与“风热”。风寒患者以怕冷为主,常伴有流清鼻涕、咽痒等症状,恶寒患者可通过发汗带走邪气。而风热患者发热较重,可伴有流脓涕、咽痛等症状。在临床治疗上,一定要辨别准确,否则可能会适得其反。
事实上,患者反映较多的浑身酸痛、喉咙痛、头痛、咳嗽等都是寒邪的表现。比如许多网友说的“吞刀片”,这是因为肺外开窍于鼻、内开窍于咽,肺邪拥堵在咽喉,就会表现为明显的喉咙痛。而头痛也在于寒邪外达、风寒束表,肌肉酸痛也是寒化证的明显表现。
针对热议的“感染后可否洗头洗澡”,张炜表示,中医讲究瘥后防复,包括防食复、防劳复、防药复、防病复。具体来说当身体发汗热度褪去后,毛孔处于张开状态,这时外邪易侵入体内,若再遭风寒疾病则可能加重。
药食同源,葱姜水、炖雪梨、蒸橙子都有辅助功效
中医疫病理论的核心是“正气存内,邪不可干”,关键在于扶正祛邪。所谓扶正,就是调节机体,提高自身免疫力。为此,今年上半年上海出台的新冠病毒预防方案中就包括曙光医院研制的代茶饮。作为一种预防手段,“曙光防疫强身饮”由黄芪、金银花、干芦根、广藿香、紫苏叶五种中药材配伍而成,最多的时候每天的开方量达3000多副。不过,对于儿童、孕妇等特殊人群,能否服用代茶饮,还需具体咨询医生。
既然中药可起到辅助预防的效果,一些尚未感染、逼近“决赛圈”的人们可否通过提前服药来预防感染呢?对此张炜表示,中药讲求辨证治疗,对付新冠,主要从风、热、毒、淤、虚这五点切入。在人体无证的情况下提前用药,不仅疗效不明,甚至会得不偿失。因为个体之间存在差异,感染新冠病毒后,有人表现为风寒,有人表现为风热,在感染之前,不可能预知每个人具体属于哪一种。
如果已经感染,家中又没有合适的中药材,则可通过一些药食同源的替代方法进行辅助治疗。比如葱姜红糖水,可用于早期的畏寒发汗,这个阶段,刮痧、暖腹、喝热粥都有助于缩短病程,让人舒适。炖雪梨、蒸橙子等食疗也可起到润肺功效,但应避免桔子、榴莲、芒果等燥热水果。保持肺部湿润、增加纤毛抖动,更容易排毒,从而增强自身免疫力。
积极提升免疫力,用平和心态看待新冠,重视但不恐慌
从西医角度看,核酸或抗原由阳转阴,则代表患者基本康复,即所谓的“阳康”。而从中医角度看,一些人核酸转阴后,仍伴随疲劳气短、腰酸出汗等症状。张炜说,处于康复期的人们可通过中医调理有针对性地进行治疗,即瘥后防复。比如,疲劳气短是气虚的表现,可通过人参、黄芪扶正补气,腰酸出汗的人群可服用六味地黄丸等补肾益气。
同时,一些遗留的呼吸道症状也要抓紧治愈,不要拖成慢性呼吸系统疾病。张炜提醒“阳康”们,尽管短期内二次感染的比例非常低,但若免疫力低下仍存在再次感染的可能。康复后的两个月之内,普通感冒也要当心。
张炜建议,老年人和患有基础疾病的人群,在积极治疗心、脑、肾等基础疾病的同时,可通过八段锦、太极拳等中低强度的锻炼,帮助尽早恢复。
随着新冠病毒感染纳入“乙类乙管”,张炜希望大家用平和心态看待新冠,要重视但不要恐慌和紧张,饮食有节、起居有常、劳逸有度、情志畅达,以积极向上的生活状态面对新冠病毒的常态化管理。(记者 任荃)
(文图:赵筱尘 巫邓炎)